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5G基站开启大规模建设,新增近400亿低压电器需求

日期 :2019/12/30 来源:网络整合 浏览:1195


5G基站有望在2020年开启大规模建设,新增近400亿低压电器需求:根据三大运营商的规划,预计5G宏站的主建设期为2020-2023年,明年有望新建近100万个宏站,开启建设高峰。相比于4G时代,5G基站在基站数量和设备功率上均有大幅提升,根据我们的测算,5G宏站交流配电系统的建设将带来接近400亿元的新增低压电器需求,按照主建设期4-5年计算,每年增量需求近100亿元。


5G基站单个交流配电箱内低压电器价值量有望过万元:参考4G基站交流配电箱的招标要求和通信协会对5G基站配电方案的研究,典型5G基站交流配电箱内需配置两个100A/4P塑壳断路器,12个10-63A微型断路器,1套65kA/3P+N浪涌?;て?,并按照基站的重要性和区域位置不同,选择性配置双电源转换开关。按照施耐德的产品价格测算,一套配有双电源转换开关的5G交流配电箱的低压电器用量约为1.1万元,未配置双电源的交流配电箱的低压电器用量也达到了5000元左右。


产品性价比+安全可靠优势明显,国产品牌有望占据绝大多数份额:与4G建设时期相比,国产品牌低压电器在性能参数、可靠性等方面得到了大幅提升,与此同时产品价格相比外资仍有明显优势,具备性价比优势的国产品牌将对三大运营商产生较大吸引力。此外,我们认为铁塔公司和三大运营商在同等条件下采用国产品牌低压电器的倾向将明显加强。因此,我们预计国产品牌如良信电器、正泰电器和泰永长征等有望在5G基站的交流配电系统中占据绝大多数的市场份额。


投资建议:1)重点推荐良信电器。公司是国产高端低压电器的领军企业,与华为、维谛等通信设备龙头公司有超过10年的深度合作关系,5G专用1U断路器已批量向华为供货。配电产品在中移动数据中心等高端项目中成功应用,在通信行业具备良好的口碑。与设备用断路器相比,基站交流配电的市场规模更大,公司凭借与外资同等的产品性能和在通信行业的品牌影响力,有望显著受益于5G基站建设,推动公司营收在未来几年保持高速增长。2)重点推荐正泰电器。公司是国产低压电器的龙头企业,整体市占率排名第一。近几年随着公司昆仑等新品的性能提升和直销团队的实力加强,已经在18年实现向华为供货。我们预计,公司有望在基站交流配电系统中获得一定的市场份额。3)建议关注泰永长征。公司配电产品和电源电器主要应用在中高端行业项目中,公司的自动转换开关在广东电信基站、川投数据中心等通信行业项目中已经成功应用,凭借之前积累的项目案例,预计在本轮5G建设中将获得一定的市场份额。


风险提示:1、若5G建设进展不及预期,将导致每年新增需求放缓;2、若新技术使得5G通信设备功耗和所需基站数量大幅减少,将会明显影响对低压电器的需求量;3、若钢、铜等原材料价格上涨,而无法将成本完全向客户转移,将影响低压电器厂商的毛利率。


5G基站建设即将进入爆发期,投资规模有望过万亿


1.1 5G建设蓄势待发,预计2020年开启大规?;窘ㄉ?/p>


随着5G商用牌照的发放,各大运营商已经开始加紧部署5G基站。目前国内三大运营商已经明确19年5G投资预算,共计达到410亿元,中国移动、中国联通和中国电信的预算分别为240/80/90亿元。中国移动计划今年新建5G基站5万个,在全国超过50个城市实现5G商用,并在2020年将5G网络覆盖范围进一步扩大;中国联通和中国电信可能会在部分地区采取共建5G网络的方式,以降低单个运营商的投资成本。5G建设有望在明年进入规?;ㄉ柚芷?,根据三大运营商的规划,5G基站部署将在东部沿海地区和华中地区首先展开,并向西扩展,逐渐实现全国覆盖。


5G建设按照产业链可以划分为基站系统、网络架构、终端设备和应用场景四个部分。预计2019-2025年将是5G建设的主建设期,其中基站建设作为5G网络的基础,相比于网络架构、应用场景等部分,将是最早开始建设并完工的部分。19年三大运营商预计将建设超过10万个5G宏站,并且已经在北京、上海等多个城市实现了成功试商用,预计2020年全国将新建5G宏站70-100万个,正式开启基站建设高峰;我们判断宏站建设的高峰时间为2020-2023年,小微基站和室内站点的建设将会持续至2025年。

5G基站开启大规模建设,新增近400亿低压电器需求

1.2基站数量大幅增长,投资规模有望过万亿


根据中国联通发布的《中国联通5G基站设备技术白皮书》,5G通信系统设计指标与4G网络相比,各项性能指标大幅提升,5G基站设备单站处理能力相比4G基站设备提升了几十倍至上百倍。与之相对应,5G基站设备的功耗将大幅提升,现有的机房电源和配电设施将无法满足新增5G BBU和AAU设备的供电需求,对供电设备包括交流配电箱、断路器、电源切换装置、浪涌?;て鞯染枰行陆ɑ蛘吒脑?。此外,由于5G系统设计目标很高,为了满足各类超高带宽、超低延时的业务需求,5G基站数量相比4G需要大幅增加,使得投资规模进一步扩大。根据目前中国移动和中国联通公布的建设方案,在未来较长时期内,将是5G和4G两张网并存,协同运行,满足用户对数据业务和语音业务的需求;这也就意味着,5G基站的低压配电系统将主要依赖于新建,现有的4G基站由于市电引入容量不足和配电回路低压电器规格较小等原因,无法同时向5G设备负载供电。


截至19年上半年,三大运营商在全国共建成了4G宏基站437万个,其中中国移动占比约一半,根据4G建设主周期2014-2017年间三大运营商的无线网络资本支出进行测算,在4G建设周期运营商累计的无线网络建设支出为6568亿元,考虑到期间仍有部分2G、3G网络的补盲和加强覆盖等工程,保守估计其中85%的资本开支为与4G网络建设相关,则主建设期间的投资达到了5583亿元;根据赛迪顾问的预测,5G建设的投资预计将会超过一万亿元,是4G投资的两倍。


目前4G LTE的主要频段是1.8GHz~1.9GHz和2.3GHz~2.6GHz,而5G NR的主要频段是3.4 GHz~3.6 GHz和4.7 GHz~4.9 GHz,电磁波频率越高,传播损耗越大,使得在相同情况下5G基站的覆盖半径将小于4G基站,因此相比4G需要更为密集的基站覆盖??悸堑絤assive MIMO等新技术的使用将使得5G基站天线的增益显著增强,我们预计5G宏基站数量将是4G基站的1.1-1.5倍左右,取中值进行计算则5G宏基站数量将达到568万个。此外,为了满足下游各类低延时、高带宽应用的需求,还需要数量众多的小微基站配合,预计小微基站的数量将超过900万个。因此,在整个5G建设时期,预计共计将建设超过1400万个基站,19年的5G基站规划数量仅占1%左右。


对于5G基站建设而言,无论是设备功率大幅提高的宏基站,还是数量众多的小微基站,均需要低压配电系统进行供电。从目前三大运营商的规划来看,由于未来较长时间内将是4G+5G两张网并存运行,使得基站配电系统将主要来自于新建,而不是在现有4G基站供电系统重复利用,这也就意味着在5G基站主建设期,将带来超过百亿的低压电器增量需求。


百亿低压电器增量需求来临,国产品牌大有可为


2.1单站功率提升+宏站数量增加,5G建设新增百亿低压电器需求


通信基站的供电系统是由市电引入,通过交流配电箱、开关电源转换为48V直流后连接到基站设备?;旧璞竿ü∠?光纤连接到铁塔上的天线。此外,在绝大部分基站中还配有移动/固定式小型柴油发电机组作为备用电源,作为市电中断时的应急供电,为此需要配置额外的双电源自动转换开关?;旧璞傅哪诓拷峁怪饕築BU、射频(RF)单元、功率放大器(PA)、主电源、天线接口、散热系统等,其中BBU包含控制单元、传输单元和基带处理单元等,主要负责信号滤波、OFDM、调制解调、频域处理(符号映射/解映射和MIMO均衡等)、CPRI、DPD(数字预失真处理)等功能。根据以上结构我们将基站功耗分为三大类型:传输功耗、计算功耗和额外功耗。

5G基站开启大规模建设,新增近400亿低压电器需求

对于传统2G/3G/4G基站,由于基站的计算能力较小,通常传输功耗大于计算功耗,也就是说BBU功耗小于PA和RF部分功耗,因此传统基站提升能效的办法主要集中在减少传输功耗,例如在闲时关闭部分载频和射频部分来实现节能减排。


在5G通信中,尽管单位流量的功耗大幅降低,但由于5G的流量远远大于4G,5G设备功耗相比4G大幅增长。密集分布的小/微基站和Massive MIMO天线是5G基站区别于4G基站的两大主要特征:一方面,Massive MIMO本身是以更高的计算成本为代价降低传输功耗;而小基站覆盖范围小,PA更低,也意味着传输功耗更低;另一方面,由于5G传输速率将成倍提升,5G基站将处理海量数据,且随着5G业务的不断发展,5G BBU的计算功耗将逐渐上升。因此,在5G时代,基站的计算功耗将大幅提升,超过传输功耗。


我们预计,5G基站的计算功耗将随着带宽的增加而不断上升,还将随着Massive MIMO天线数量增加而不断上升,例如64T64R AAU最大功耗将会达到1000~1600W,BBU最大功耗将达到2000W左右。此外,一站多频将是典型配置,而一站多频将导致整站最大功耗超过11kW,考虑到同一基站中通?;岱胖昧礁龌蛘呷鲈擞痰纳璞?,则交流配电箱的负载将会达到25-35kW,远超4G时代10-15kW的负载功率。即使是在5G部署早期,不考虑毫米波频段,采用小于6GHz频段与2/3/4G基站共站部署,5G单站功耗也将倍增,带来大量对低压电器的需求。


根据中国通信协会对5G基站供电及制冷技术的研究,典型5G宏站的单频配电至少需要2路100A市电输入。现有4G基站中63A和100A的市电引入均有采用,并以63A规格居多;因此,现有基站交流配电箱无法满足5G设备供电的需求,需要扩容或者新建。无论是采用哪种方案,对于交流配电箱中主回路断路器、自动转换开关的需求量是基本一致的,仅在空调、照明等环控负载回路上所需配置的断路器规格和数量上有所区别??悸堑?G设备热耗的大幅增加,实际机房制冷负载功率可能显著提升,也会增加在负载端对低压电器的需求。


参考4G建设时期三大运营商的基站用交流配电箱招标文件,我们对5G宏基站单站交流配电部分的低压电器用量进行了测算??悸堑讲糠?G站点会和4G基站共用机房,现有制冷、照明等环控设备仅需扩容而不是完全新建,出于审慎原则,我们在测算中未考虑5G设备热耗大幅增加导致的制冷设备功率提升等因素,仅考虑了由于5G通信设备功耗提升带来的主回路断路器等器件规格的增加。


根据我们在前文对5G宏站数量的预测,预计总计将建成宏站568万个。根据中国铁塔《基站通信电源系统配置指导意见》,在城区、郊县区域基站建议采用蓄电池组+移动发电机组作为后备电源;农村基站根据安装条件选择蓄电池组+移动发电机组或固定发电机组;固定发电机组应设置市电/油机自动转换开关,移动发电机组可设置手动转换开关。因此,我们按照30%的宏站配有电源切换箱,其余宏站仅设置交流配电箱和浪涌?;て鹘屑扑?,则总市场规模为:4979*70%*568万+11126*30%*568万=388亿元。我们预计5G基站建设主建设期为5年,并在2020年正式进入建设高峰,则每年新增低压电器需求70-80亿元。

5G基站开启大规模建设,新增近400亿低压电器需求

目前室外宏基站建设中,三大运营商主要负责传输设备、无线主设备及其馈线系统、以及传输设备和无线主设备的电源连接;中国铁塔则负责机房及附属设施、市电引入、机房配套、铁塔及天面配套。室内小微站点建设中,三大运营商主要负责传输设备、传输配套设备配套无线主设备,以及无线设备至路由器端口的连接配套传输设备及无线主设备的电源连接;中国铁塔则负责电源系统、接地系统、空调系统、监控系统等。从工信部和国资委对铁塔公司与运营商的分工来看,交流配电箱将主要由中国铁塔作为项目业主方进行招标,在基站实际建设过程中,我们发现铁塔公司和三大运营商在近几年均有基站用交流配电箱的招标情况。


2.2技术提升+安全可靠优势明显,国产品牌有望在5G基站配电市场占据主要份额


在4G时代的通信基站建设中,外资品牌如施耐德、ABB等公司凭借品牌影响力和在行业设计院的销售渠道优势,在基站交流供电系统中占据了较多的市场份额。目前随着国产品牌技术实力的显著提升,以良信、常熟、正泰为代表的国产知名品牌与外资的主流断路器产品基本处于同一技术水平,尤其是在基站交流配电使用的塑壳和微型断路器产品上,外资的技术优势已被追平;仅在用于市电/油机切换的双电源开关上,施耐德、ABB的产品凭借高可靠性,仍然占据较多的市场份额。良信电器目前独供华为的1U通信设备用断路器,在技术和产品设计上大幅领先行业内竞争对手,在5G市场中获得了明显的先发优势。


在政府主导的投资项目和基础设施建设中,对产品安全可靠的需求愈发强烈,国产品牌在此方面的优势明显??悸堑?G基站是未来无线通信网络的关键基础设施,我们预计在交流配电环节铁塔公司和三大运营商在同等条件下采用国产中高端品牌的倾向将远强于4G建设时期。此外,从目前低压电器产品的市场价格来看,在相同技术参数下,国产品牌的价格只有外资标杆施耐德价格的70%左右;根据赛迪顾问等第三方咨询机构的测算,5G建设总投资将会超过一万亿元,对于运营商来说有较大的资本支出压力,我们认为,具备明显性价比优势的国产低压电器品牌将会在本轮建设期占据大部分的市场份额。

原文链接:https://www.xianjichina.com/news/details_162735.html
来源:贤集网
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